Предложен перспективный способ запасания солнечной энергии

Ученые из Массачусетского технологического института (МТИ) предложили перспективный химический способ запасания солнечной энергии при помощи гибридных наноструктур.

Накопителями в предложенной схеме выступают химические связи светочувствительных молекул.
Предложен перспективный способ запасания солнечной энергии
При поглощении фотонов такие молекулы могут изменять форму и переходить в метастабильное возбуждённое состояние, тем самым запасая энергию. Чтобы высвободить её, необходимо некое внешнее воздействие (тепло, излучение, напряжение и т. п.). Оно сообщает молекулам требуемую энергию для высвобождения накопленных запасов, после чего весь процесс повторяется заново.

Аналогичную идею химики пытались реализовать ещё в семидесятых годах прошлого века, экспериментируя с самыми разными реакциями фотоизомеризации. Опыты показали, что энергию действительно можно сохранять и извлекать, но после нескольких рабочих циклов молекулы теряют свои свойства.

Проблема быстрого ухудшения характеристик накопителей была решена с появлением нового соединения — (фульвален)тетракарбонилдирутения. Эта молекула может многократно проходить цикл запасания и высвобождения энергии, но на практике она также не использовалась, поскольку в её состав входит редкий и дорогой рутений.

Новые вычисления проводились уже не для отдельных молекул, а для гибридных наноструктур, которые образованы производными азобензола, ковалентно связанными с углеродными нанотрубками. Азобензолом называют простейшее ароматическое азосоединение (органическое соединение, содержащее группу —N=N—) с двумя изомерами, переход между которыми инициируется ультрафиолетовым и голубым светом. Нанотрубки в данном случае играют роль подложки, задающей упорядоченное и плотное расположение светочувствительных молекул и помогающее увеличить объем запасенной энергии и время жизни фотовозбуждённого состояния.

Выполнив расчёты в рамках теории функционала плотности, учёные отыскали вполне подходящий вариант гибридной наноструктуры, построенной на основе 2,2’,5’-тригидроксидиазобензола. Если сравнить её со свободным азобензолом, то изменение количества запасаемой энергии составит целых 260%, а высота барьера, который необходимо преодолеть для высвобождения энергии, увеличивается на 20%. Фотовозбуждённое состояние такой структуры может просуществовать более года.

По данным авторов, объёмная плотность энергии, достижимая с применением описанных гибридов, приближается к 690 Вт•ч/л. Эта величина сравнима с показателями лучших литий-ионных аккумуляторов.
Нажми «Нравится» и читай нас в Facebook!

По теме Предложен перспективный способ запасания солнечной энергии

Предложен перспективный материал для хранения водорода

Сотрудники американской Национальной лаборатории им. Лоуренса в Беркли...
Журнал

Предложен способ поиска упавших на Солнце черных дыр

Ученые придумали метод поиска черных дыр небольшой массы, образовавшихся вскоре...
Журнал

Судно на солнечной энергии

Судно назвали PlanetSolar. Оно составляет почти 102 фута (31 метр) в длину, и...
Журнал

Зажигалка на солнечной энергии

Необычная новинка появилась на рынке Hi-Tech устройств. Зажигалка, работающая на...
Журнал

Преобразование солнечной энергии в механическую

Ученые представили наномотор, использующий для вращения энергию света, новое...
Журнал

Производство стали с помощью солнечной энергии

Ученые разработали метод производства стали с помощью солнечной энергии без...
Журнал

Опубликовать сон

Гадать онлайн

Пройти тесты

Популярное

Цели
Нетерпимость к замечаниям